Каква е целта на синтероването в стоматологията?

 

Ако не сте запознати с денталния цирконий, често възниква един въпрос:

Защо възстановяването от цирконий трябва да бъде синтеровано след фрезоване?

След като циркониевият блок е бил фрезован във формата на корона, мост или друга реставрация, той вече може да изглежда близо до окончателната реставрация. Материалът обаче все още е в предварително-синтеровано състояние. Неговата плътност, здравина, размери и външен вид все още не са същите като тези след препоръчания цикъл на синтероване.

Това е мястото, където синтероването става важна част от обработката на цирконий.

От гледна точка на производството, синтероването е нещо повече от просто нагряване на възстановяването до висока температура. Скоростта на нагряване, целевата температура, времето на задържане, етапът на охлаждане, състоянието на пещта, разположението на зареждането и характеристиките на циркониевия материал могат да повлияят на резултата.

За зъботехническата лаборатория разбирането на този процес може също така да улесни идентифицирането къде може да е започнал проблемът, когато окончателното възстановяване не излезе според очакванията.

Какво се случва преди синтероването?

Повечето CAD/CAM дентални циркониеви блокове се доставят в частично синтеровано или предварително -синтерано състояние.

На този етап цирконийът има достатъчно здравина, за да бъде обработван и смлян, но не е достигнал плътността на напълно синтерования цирконий.

Тази разлика е важна за CAD/CAM обработката.

Напълно синтерованият цирконий се обработва много по-трудно. Предварително спеченият цирконий е по-лесен за рязане от фреза, което може да намали износването на инструмента и времето за обработка.

Има още един важен момент: реставрацията умишлено се фрезова по-голяма от окончателния си размер.

Това е така, защото материалът ще се свие по време на синтероването.

Например, ако циркониевият блок има определено линейно свиване от приблизително 20%, CAD/CAM системата трябва да компенсира тази промяна при изчисляване на размерите на фрезоване. Действителната стойност на свиване варира между циркониевите материали и производителите, така че трябва да се използва стойността, предоставена за конкретния блок.

Ето защо промяната на марката цирконий без проверка на информацията за свиване на новия материал може да причини проблеми с размерите.

Възстановяването може да изглежда правилно веднага след фрезоването, но все още е междинен продукт.

Каква е целта на синтероването?

Основната цел на синтероването е да се увеличи плътността на циркония чрез нагряване на материала при контролиран температурен цикъл.

С повишаването на температурата частиците цирконий постепенно се свързват и пространствата между тях стават по-малки. Материалът става по-плътен и възстановяването се свива.

Това свиване е причината извънгабаритната фрезована реставрация да може да достигне предвидените си размери след синтероване.

С прости думи:

Фрезоването оформя възстановяването.
Синтероването развива плътната структура на циркония.

Двата процеса са тясно свързани при работа с предварително-спечен дентален цирконий.

Синтероването също влияе върху крайната микроструктура на материала. Получените механични и оптични характеристики зависят от състава на циркониевия диоксид, неговото изходно състояние и използваните условия на синтероване.

По-точно е да мислим за синтероване като част от процеса на обработка на материала, а не просто като крайна стъпка на нагряване.

Защо цирконийът се свива по време на синтероване?

Това е важен момент както за лаборантите, така и за дистрибуторите на дентални материали.

Предварително спеченият циркониев блок съдържа пространства между частиците цирконий. По време на синтероването, свързването на частиците и дифузията намаляват тези пространства.

Тъй като структурата става по-плътна, общите размери намаляват.

Степента на свиване не е непременно еднаква за различните продукти от цирконий.

Разликите в състава на праха, характеристиките на частиците, процеса на формоване, предварително-спечената плътност и производствените условия могат да повлияят на определеното свиване.

Поради тази причина няма единична стойност на свиване, която да може да се приложи към всеки дентален циркониев блок.

Ако дадена лаборатория премине от една марка цирконий към друга, факторът на свиване, доставен с новия материал, трябва да се провери преди фрезоването. Съответните CAD/CAM настройки също може да се наложи да се актуализират.

Малка разлика в компенсационния фактор може да стане забележима след синтероване, особено когато възстановяването изисква плътно прилягане.

Какви промени по време на синтероване?

По време на процеса на синтероване настъпват няколко промени.

1. Плътността се увеличава

Предварително спеченият цирконий има сравнително пореста структура. Тъй като частиците се свързват по време на нагряване, пространствата в материала намаляват и плътността се увеличава.

Крайната плътност зависи от циркониевия материал и условията на обработка.

2. Възстановяването става по-малко

Възстановяването се свива, когато материалът става по-плътен.

CAD/CAM системата отчита тази промяна на размерите преди фрезоване чрез прилагане на информацията за свиване, предоставена за циркониевия блок.

3. Микроструктурата се развива

Синтероването променя микроструктурата на циркония.

Съставът, структурата на зърната, плътността и условията на синтероване играят роля в крайните механични свойства на циркония.

Това е една от причините, поради която препоръчаният от производителя цикъл на синтероване има значение. Пещ, достигаща целевата температура, не разказва цялата история.

4. Външният вид се променя

Външният вид на циркония може също да се промени по време на синтероването.

За предварително оцветен и многослоен цирконий крайният цвят и полупрозрачността са свързани с формулировката на материала и условията на обработка. Външният вид преди синтероване не трябва да се третира като точна индикация за крайния външен вид.

Когато сравнявате два продукта с цирконий, е полезно да погледнете техните инструкции за употреба, вместо да предполагате, че една и съща програма за пещ ще доведе до същия резултат.

Защо температурата на синтероване е толкова висока?

Стоматологичният цирконий изисква високо{0}}температурно синтероване, тъй като частиците се нуждаят от достатъчно топлинна енергия, за да се осъществи дифузия и уплътняване.

Много дентални циркониеви материали използват температури на синтероване около 1500 градуса или по-високи, въпреки че препоръчителната температура зависи от конкретния материал.

Една пещ може да има максимална номинална температура от 1600 градуса или 1650 градуса, например.

Тази спецификация ви казва горната температурна способност на пещта. Това не означава, че цирконийът обикновено трябва да се синтерува при тази температура.

Препоръчителната температура на синтероване идва от производителя на цирконий.

Струва си да се има предвид това разграничение, когато се сравняват зъболекарски пещи за синтероване:

Максимална температура на пещта ≠ температура на синтероване на цирконий.

Лабораторията може да се нуждае от пещ с подходящ температурен диапазон, но действителната програма трябва да бъде избрана според обработвания цирконий.

По-висока температура означава ли по-добро синтероване?

Не е задължително.

По-високата максимална температура може да бъде полезна спецификация на пещта, но това е само една част от оценката.

Цикълът на синтероване на цирконий включва няколко параметъра:

Скорост на нагряване

Целева температура

Време на задържане

Равномерност на температурата

Скорост на охлаждане

Зареждане на пещта

Позиция на възстановяванията

Препоръчителна програма за материала цирконий

Например, ако производител на цирконий препоръчва синтероване при определена температура за определено време на задържане, повишаването на температурата просто защото пещта може да я достигне може да промени микроструктурата на материала.

Същото важи и за времето на задържане.

По-дълъг или по-горещ цикъл не означава автоматично по-добър цикъл.

Когато оценявам една пещ, бих гледал колко добре може да възпроизведе температурния цикъл, изискван от материалите, използвани в лабораторията, вместо да се фокусирам само върху максималната температура.

Защо програмата за синтероване е важна?

Програмата за синтероване определя как пещта се движи през етапите на нагряване, задържане и охлаждане.

Една проста програма може да бъде описана като:

Отопление → Задържане → Охлаждане

В действителните дентални приложения програмата може да съдържа няколко температурни етапа и различни скорости на нагряване.

Например, конвенционален цикъл на цирконий може да отнеме няколко часа. Някои циркониеви материали също са проектирани за по-кратки цикли на бързо-синтероване.

Бързият-цикъл на синтероване не е просто по-кратка версия на конвенционален цикъл.

Бърза-програма за синтероване променя начина, по който материалът се нагрява и охлажда. Дали е подходящ зависи от формулировката на циркония и препоръките, предоставени от производителя на материала.

Поради тази причина една лаборатория не трябва да приема, че бърза програма, подходяща за един цирконий, трябва да се използва директно за друга марка цирконий.

Когато се въведе нов циркониев материал, бих проверил неговия препоръчителен цикъл и бих го сравнил с наличните програми за пещ, преди да го използвам за редовно производство.

Какво се случва, ако условията на синтероване са грешни?

Резултатът зависи от това кой параметър попада извън препоръчания диапазон и с колко.

Възможните проблеми включват:

Крайни размери, които се различават от очаквания резултат

Промени в механичните свойства

Разлики в сянката или полупрозрачността

Разлика между партидите за синтероване

Изкривяване при някои реставрации

По-дълго време за обработка

Допълнителни корекции или преработки

Не всеки проблем, който се появява след синтероването, е причинен от пещта.

Например, неправилен коефициент на свиване в CAD/CAM софтуера може да повлияе на крайните размери дори когато пещта работи нормално.

Същото важи и за фрезоването.

Състоянието на инструмента, точността на фрезоване, дизайнът на възстановяването и състоянието на циркониевия блок също могат да повлияят на крайния резултат.

Когато изследвате проблем със синтероването, е полезно да разгледате цялата верига на обработка, вместо незабавно да промените температурата на пещта.

Какво трябва да провери лабораторията преди синтероване?

Когато използвам нов циркониев материал, първо бих проверил следната информация:

1. Препоръчителна температура на синтероване

Проверете целевата температура, посочена от производителя на циркония.

2. Скорост на нагряване

Някои материали имат определена скорост на нагряване или препоръчителна програма с множество етапи на нагряване.

3. Време на задържане

Проверете колко дълго материалът трябва да остане при целевата температура.

4. Изисквания за бързо-синтероване

Ако лабораторията иска да използва по-кратък цикъл, потвърдете, че цирконийът е подходящ за този тип програма.

5. Коефициент на свиване

Проверете стойността, която трябва да бъде въведена в CAD/CAM софтуера.

6. Изисквания за охлаждане

Някои материали може да имат конкретни препоръки за етапа на охлаждане. Бързото охлаждане и естественото охлаждане не трябва да се третират като взаимозаменяеми процеси.

7. Съвместимост с пещ

Проверете дали наличната пещ може да изпълнява необходимия температурен диапазон и програма.

Тези точки обикновено са по-полезни от сравняването на пещите само по тяхната максимална температура.

Какво трябва да знаят дистрибуторите за синтероването?

Дистрибуторите, които продават зъболекарски цирконий или оборудване за зъботехнически лаборатории, също могат да получат въпроси относно синтероването.

Например:

Защо реставрацията стана по-малка?

Защо крайният размер е различен от CAD дизайна?

Може ли този цирконий да бъде бързо синтерован?

Защо този цирконий изисква различна програма?

Може ли същата програма да се използва за друга марка цирконий?

Защо сянката изглежда различно след синтероване?

Защо два циркониеви материала се държат различно в една и съща пещ?

Не е необходимо да сте инженер по синтероване, за да отговорите на тези въпроси.

Основното разбиране на връзката между циркониевия материал, компенсацията на свиването, процеса на фрезоване, програмата за синтероване и окончателното възстановяване е полезно при комуникация със зъботехнически лаборатории.

Помага и при сравняване на продукти от различни производители.

Например, ако два блока цирконий имат различни препоръчителни коефициенти на свиване или цикли на синтероване, те не трябва да се оценяват само по заявената им якост или полупрозрачност. Изискванията за обработка също са част от материалната информация.

Агломерирането е част от целия CAD/CAM процес

По-лесно е да се разбере обработката на цирконий, когато стъпките се разглеждат като един непрекъснат процес:

Блок от циркониев диоксид → CAD дизайн → Фрезоване → Синтероване → Довършителни работи

Всеки етап има свои собствени изисквания.

CAD софтуерът се нуждае от правилната информация за свиване.

Фрезата трябва да обработи блока според спецификациите на материала.

Пещта трябва да изпълнява подходящ цикъл на синтероване.

След синтероване възстановяването трябва да бъде проверено за размери, прилягане, цвят, състояние на повърхността и други изисквания, свързани със случая.

Също така бих подходил към проблем със синтероването в лаборатория.

Ако излезе корона с неочакван размер, например, не бих предположил веднага, че пещта е отговорна. Първо бих проверил партидата цирконий, коефициента на свиване, CAD/CAM настройките, процеса на смилане, програмата за синтероване, зареждането на пещта и температурните записи.

Разглеждането на тези фактори заедно предоставя практическа отправна точка за отстраняване на проблеми.

Какво означава това при избора на дентална пещ за синтероване?

За лаборатория пещта трябва да се разглежда във връзка с използваните циркониеви материали.

Важните спецификации могат да включват:

Максимална работна температура

Скорост на нагряване

Точност на контрол на температурата

Равномерност на температурата

Налични програми за синтероване

Програмируеми степени на отопление и охлаждане

Капацитет на камерата

Брой и вид на тарелките за синтероване

Поддръжка за конвенционални и бързи{0}}цикли на синтероване

Съхранение и редактиране на програми

Следене и контрол на температурата

Действителната важност на всяка спецификация зависи от работния процес на лабораторията.

Малка лаборатория, обработваща ограничен брой корони, може да има различни изисквания от по-голяма лаборатория, произвеждаща множество мостове и пълни -възстановявания на дъги всеки ден.

Същият принцип важи и за бързото синтероване. По-кратък цикъл може да бъде полезен за определени работни потоци, но първо трябва да се вземат предвид изискванията за обработка на производителя на цирконий.

Последни мисли

Агломерирането е етапът, при който предварително-спеченият цирконий се нагрява, за да се развие по-плътна структура и да се достигнат размерите и характеристиките на материала, очаквани след обработката.

Процесът може да изглежда прост отвън: поставете реставрацията в пещта, стартирайте програмата и изчакайте да изстине.

На практика са включени няколко променливи.

Циркониевият материал, коефициентът на свиване, CAD/CAM настройките, процесът на смилане, кривата на нагряване, целевата температура, времето на задържане, процесът на охлаждане и състоянието на пещта играят роля в крайния резултат.

За лабораториите не бих започнал само с въпроса:

„Колко може да се нагрее тази пещ?“

По-полезен въпрос е:

„Може ли тази пещ да изпълнява температурния цикъл, изискван от циркониевите материали, които използвам?“

Този въпрос дава по-добра отправна точка при сравняване на пещи за дентално синтероване и при решаване дали дадена пещ е подходяща за конкретен лабораторен работен процес.